JP2008082171A - Fuel injection control device for multiple-kind fuel engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガソリンだけでなく、アルコールのみの燃料や、ガソリンとアルコールを混合した燃料により運転可能な多種類燃料エンジンに用いられる燃料噴射制御装置に関する。 The present invention relates to a fuel injection control device used for a multi-type fuel engine that can be operated not only with gasoline but also with alcohol-only fuel or with fuel mixed with gasoline and alcohol.
近年、ガソリンを燃料とするだけでなく、アルコール(エタノール)のみ、或いは、ガソリンとアルコールが混合された燃料でも運転可能な多種類燃料エンジンを搭載したFFV(Flexible Fuel Vehicle)が開発されている。燃焼時の酸素に対する量論係数の違いからアルコールはガソリンに比べて燃料中のアルコール濃度が高くなるに従い、同一の吸入空気量に対し、より多くの燃料を供給する必要が生じる。そのため、このような多種類燃料エンジンにおいては、最適な空燃比となるように、基本燃料噴射時間を燃料中のアルコール濃度により補正する制御が行われている(例えば、特許文献1参照)。このとき、燃料中のアルコール濃度は、排気ガスに含まれる酸素濃度を測定する酸素濃度センサ(以下、「O2センサ」と呼ぶ)の検出値を用いて求められる空燃比補正係数から推定される。 In recent years, FFVs (Flexible Fuel Vehicles) have been developed that are equipped not only with gasoline as fuel but also with alcohol (ethanol) alone or a fuel fuel that can be operated with a fuel in which gasoline and alcohol are mixed. Due to the difference in stoichiometric coefficient with respect to oxygen during combustion, alcohol needs to supply more fuel for the same intake air amount as the alcohol concentration in the fuel becomes higher than gasoline. Therefore, in such a multi-type fuel engine, control is performed to correct the basic fuel injection time based on the alcohol concentration in the fuel so as to obtain an optimum air-fuel ratio (see, for example, Patent Document 1). At this time, the alcohol concentration in the fuel is estimated from an air-fuel ratio correction coefficient obtained using a detection value of an oxygen concentration sensor (hereinafter referred to as “O 2 sensor”) that measures the oxygen concentration contained in the exhaust gas. .
しかしながら、従来の制御方法では、基本燃料噴射時間は、例えば、エンジン回転数と吸気圧とを測定してこれらの値からマップを検索して求められる。そのため、燃料中のアルコール濃度が変化しても、基本燃料噴射時間は、エンジン回転数と吸気圧に対して予め設定された値であるため、アルコール濃度に対する燃料噴射量の調整範囲が狭いという課題があった。 However, in the conventional control method, the basic fuel injection time is obtained, for example, by measuring the engine speed and the intake pressure and searching a map from these values. Therefore, even if the alcohol concentration in the fuel changes, the basic fuel injection time is a value set in advance for the engine speed and the intake pressure, so that the adjustment range of the fuel injection amount with respect to the alcohol concentration is narrow. was there.
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、エンジンの状態に応じて基本燃料噴射時間を決定するためのマップを複数有し、アルコール濃度に応じてこのマップを切り替えるように構成した多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and has a plurality of maps for determining the basic fuel injection time according to the state of the engine, and is configured to switch this map according to the alcohol concentration. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for various types of fuel engines.
前記課題を解決するために、第1の本発明に係る多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置は、エンジンの状態および基本燃料噴射時間が対応付けられた燃料噴射制御マップを、燃料に含まれるアルコール濃度に応じて複数記憶する記憶手段(例えば、実施形態における記憶領域26)と、燃料に含まれるアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段(例えば、実施形態における補正係数決定部24)と、アルコール濃度検出手段で検出されたアルコール濃度に応じて記憶手段に記憶された複数の燃料噴射制御マップから最適な燃料噴射制御マップを選択するマップ切替手段(例えば、実施形態におけるマップ切替部21)と、エンジンの状態に応じて、記憶手段に記憶された複数の燃料噴射制御マップのうち、現在選択されているアルコール濃度の燃料噴射制御マップを用いて基本燃料噴射時間を決定し、この基本燃料噴射時間から燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段(例えば、実施形態における燃料噴射量決定部25)とを有して構成される。
In order to solve the above-described problem, a fuel injection control device for a multi-type fuel engine according to the first aspect of the present invention provides a fuel injection control map in which the engine state and the basic fuel injection time are associated with alcohol contained in fuel. A plurality of storage means (for example, the
また、第2の本発明に係る多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置は、エンジンの状態および基本燃料噴射時間が対応付けられた燃料噴射制御マップを、燃料に含まれるアルコール濃度に応じて複数記憶する記憶手段(例えば、実施形態における記憶領域26)と、排気管に配設され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ(例えば、実施形態におけるO2センサ15)と、基本燃料噴射時間を、記憶手段に記憶された複数の燃料噴射制御マップのうち、現在選択されているアルコール濃度の燃料噴射制御マップを用いて決定する基本燃料噴射時間決定手段(例えば、実施形態における基本燃料噴射制御時間決定部22)と、酸素濃度センサからの検出値により、エンジンの空燃比が目標空燃比になるように基本燃料噴射時間を補正するための空燃比補正係数を決定する空燃比補正係数決定手段(例えば、実施形態における補正係数決定部24)と、基本燃料噴射時間決定手段により決定された基本燃料噴射時間、および、空燃比補正係数決定手段により決定された空燃比補正係数により、燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段(例えば、実施形態における燃料噴射量決定部25)と、空燃比補正係数から、燃料のアルコール濃度に近いアルコール濃度の燃料噴射制御マップを選択するマップ切替手段(例えば、実施形態におけるマップ切替部21)とを有して構成される。
The fuel injection control apparatus for a multi-type fuel engine according to the second aspect of the present invention stores a plurality of fuel injection control maps in which the engine state and the basic fuel injection time are associated according to the concentration of alcohol contained in the fuel. Storage means (for example, the
このような第1および第2の多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置は、吸気管に配設され、吸気圧を検出する吸気管絶対圧センサと、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段(例えば、実施形態におけるクランク角センサ16およびエンジン回転数検出部23)とを有し、エンジンの状態として、吸気圧とエンジン回転数とから決定される空気量に基づいて基本燃料噴射時間を決定するように構成されることが好ましい。
Such first and second fuel injection control devices for multi-type fuel engines are provided in an intake pipe, and an intake pipe absolute pressure sensor for detecting intake pressure, and an engine speed detecting means for detecting engine speed. (For example, the
このとき、第1および第2の本発明に係る多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置が、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサを有し、また、記憶手段が、アルコール濃度毎に、吸気圧およびエンジン回転数と基本燃料噴射時間とが対応付けられた燃料噴射制御マップであるPbマップと、スロットル開度およびエンジン回転数と基本燃料噴射時間とが対応付けられた燃料噴射制御マップであるスロットルマップとの燃料噴射制御マップの組(例えば、実施形態におけるマップセット40)を有し、アルコール濃度に応じて選択されたPbマップおよびスロットルマップのいずれか一方を、エンジンの状態に応じて選択して用いるように構成されることが好ましい。 At this time, the fuel injection control apparatus for multi-type fuel engines according to the first and second aspects of the present invention has a throttle opening sensor for detecting the throttle opening of the throttle valve, and the storage means is provided for each alcohol concentration. Pb map which is a fuel injection control map in which intake pressure, engine speed and basic fuel injection time are associated with each other, and fuel injection control in which throttle opening, engine speed and basic fuel injection time are associated with each other It has a set of fuel injection control maps (for example, the map set 40 in the embodiment) with a throttle map that is a map, and either the Pb map or the throttle map selected according to the alcohol concentration is set to the engine state. It is preferable to be configured to be selected and used accordingly.
なお、このような第1および第2の本発明に係る多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置において、記憶手段が、少なくとも3つ以上の異なるアルコール濃度に対応した燃料噴射制御マップを記憶することが好ましい。 In the fuel injection control apparatus for multi-type fuel engines according to the first and second aspects of the present invention, the storage means may store a fuel injection control map corresponding to at least three different alcohol concentrations. preferable.
第1および第2の本発明に係る多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置を以上のように構成すると、燃料に含まれるアルコール濃度に応じて基本燃料噴射時間を変えることができるため、アルコール濃度に対する燃料噴射量の調整範囲が広くなり、燃料に含まれるアルコールの濃度が変わっても、このエンジンを安定して運転することができる。特に、第2の本発明に係る多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置によると、燃料に含まれるアルコール濃度を空燃比補正係数から推定することができるので、燃料タンク内にアルコール濃度センサを設ける必要がなく、この燃料噴射制御装置のコストダウンを行うことができる。 If the fuel injection control device for multi-type fuel engines according to the first and second aspects of the present invention is configured as described above, the basic fuel injection time can be changed according to the alcohol concentration contained in the fuel. Even if the concentration range of the fuel injection amount is widened and the concentration of alcohol contained in the fuel changes, the engine can be operated stably. In particular, according to the fuel injection control device for a multi-type fuel engine according to the second aspect of the present invention, the alcohol concentration contained in the fuel can be estimated from the air-fuel ratio correction coefficient, so that it is necessary to provide an alcohol concentration sensor in the fuel tank. Therefore, the cost of the fuel injection control device can be reduced.
このとき、基本燃料噴射時間を吸気圧とエンジン回転数とから決定するように構成することにより、特にアイドリング回転付近のエンジン回転数を安定させることができる。また、アルコール濃度毎に、吸気圧とエンジン回転数とから基本燃料噴射時間を決定する燃料噴射制御マップと、スロットル開度とエンジン回転数とから基本燃料噴射時間を決定する燃料噴射制御マップとの組を有し、エンジンの状態によりこれらのマップを切り替えるように構成することにより、アイドリング時の安定性を確保するとともに、高負荷時のレスポンスを向上させることができる。 At this time, by configuring the basic fuel injection time to be determined from the intake pressure and the engine speed, it is possible to stabilize the engine speed particularly near the idling speed. Further, for each alcohol concentration, a fuel injection control map for determining the basic fuel injection time from the intake pressure and the engine speed, and a fuel injection control map for determining the basic fuel injection time from the throttle opening and the engine speed. By having a set and switching these maps according to the state of the engine, it is possible to ensure stability during idling and improve response during high loads.
なお、少なくとも3つ以上のアルコール濃度に対応した吸入空気温度、大気圧、エンジン冷却水温度などによる環境補正係数テーブルや、加速補正を切り替えることにより良好な運転性能を得るマップセットを記憶することにより、次の始動とマップセットを切り替え制御できるまでの運転をそのまま記憶したマップセットと環境補正係数、加速補正、点火時期マップで運転することができる。 By storing an environment correction coefficient table based on intake air temperature, atmospheric pressure, engine coolant temperature, etc. corresponding to at least three alcohol concentrations, and a map set that obtains good driving performance by switching acceleration correction Then, it is possible to operate with a map set in which the operation until the next start and the map set can be switched and controlled, the environment correction coefficient, the acceleration correction, and the ignition timing map.
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図1において、エンジン1は、燃焼室2に連通する吸気管3および排気管4を有し、吸気管3に、吸入する空気の量を調整するスロットルバルブ5と、燃料を噴射するインジェクタ6が設けられている。また、このエンジン1には、スロットルバルブ5の開度を検出するスロットル開度センサ11、吸気管3内の圧力(吸気圧)を検出する吸気管絶対圧センサ12、吸気管3を通って燃焼室2に流れ込む空気の温度(吸気温)を検出する吸気温センサ13、エンジン1のシリンダヘッドおよびシリンダブロックに形成されたウォータジャケットを流れてこれらを冷却した冷却水の温度(水温)を検出する水温センサ14、排気管4に設けられ、燃焼室2から排出された排気ガスの酸素濃度を検出するO2センサ15、および、クランクシャフトの回転角度(クランク角)を検出するクランク角センサ16を有し、これらのセンサの検出値はエンジン制御ユニット(ECU)20に入力され、このECU20により、これらの検出値に基づいて、インジェクタ6からの燃料噴射量が制御される。なお、本実施例においては水冷エンジンの場合で説明するが、空冷エンジンでも同様の制御を行うことができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, an
次に、ECU20による燃料噴射量の決定方法について説明する。このエンジン1は、空気量検出方式として、スピードデンシティ方式を採用しており、クランク角センサ16から出力されるパルス信号をECU20のエンジン回転数検出部23でカウントして求められるエンジン回転数Neと、吸気管絶対圧センサ12により検出される吸気管3内の吸気圧Pbとによって決定される運転状態での空気質量に応じて、ある標準大気条件下と標準暖機状態で実験的に求められた所定目標空燃比(通常は理論空燃比)を得るための必要燃料噴射量を決定し、この燃料噴射量を供給するためのインジェクタ6の開弁時間(これを以降の説明では「基本燃料噴射時間Ti」と呼ぶ)を決定している。具体的には、ECU20の記憶領域26(ROM等)に、吸気圧Pbとエンジン回転数Neとを引数とし、これらの引数に対応するそれぞれの基本燃料噴射時間が設定された2次元マップである燃料噴射制御マップ30を記憶させておき、基本燃料噴射時間決定部22にて、上述の検出値から対応する基本燃料噴射時間Tiを求めるように構成されている。
Next, a method for determining the fuel injection amount by the
このように燃料噴射制御マップ30に記憶された基本燃料噴射時間Tiは、大気条件を決めて実験的に求められているため、エンジン1が運転されているときの大気条件が異なれば、目標空燃比を得ることができない。そのため、このような環境条件に応じて、ECU20は基本燃料噴射時間Tiを補正するように構成されている。このような環境補正項としては、吸気温TAが変わることによる空気密度の変化分を補正する吸気温補正係数KTAがあり、吸気温センサ13により検出された吸気温TAからECU20の補正係数決定部24により求められる。
Since the basic fuel injection time Ti stored in the fuel
また、エンジン1は、様々な条件下での運転が要求され、その運転条件下で最適な結果が得られるよう目標空燃比を補正する必要がある。このような目標空燃比補正項としては、エンジン1の温度が低く燃焼が不安定になり、ドライバビリティが悪化するのを防止するための水温補正係数KTWや、高回転高負荷運転時に、エンジン1に大きなトルクが要求されているときの出力空燃比を実現するための全開補正係数KWOTがあり、ECU20はこれらの補正係数により基本燃料噴射時間Tiを補正するように構成されている。ここで、水温補正係数KTWは、ECU20の補正係数決定部24により、水温センサ14により検出される冷却水の水温TWから求められ、また、全開補正係数KWOTは、スロットル開度センサ11により検出されるスロットル開度THからを求められる。
Further, the
さらに、このようなエンジン1においては、排気ガスに含まれる炭化水素および一酸化炭素を酸化させ、また、窒素酸化物を還元するために三元触媒が設けられているが、この三元触媒の浄化能力を有効に使用するためには、このエンジン1における空燃比を精度良く理論空燃比に維持する必要がある。このような制御は、上述の環境補正項や目標空燃比補正項のようなフィードフォワード制御では対応することができない。そのため、ECU20の補正係数決定部24は、O2センサ15による排気管4内の酸素濃度から理論空燃費を維持するための空燃比補正係数KO2を求め、フィードバック制御により基本燃料噴射時間Tiを補正する。
Further, in such an
以上より、補正後の燃料噴射時間Toutは、次式(1)により求められる。 As described above, the corrected fuel injection time Tout is obtained by the following equation (1).
Tout = Ti × KTA × KWOT × KTW × KO2 …(1) Tout = Ti x K TA x K WOT x K TW x K O2 (1)
ところで、ガソリンにアルコールが混合された燃料、若しくは、アルコールのみの燃料の場合、上述のように、量論係数の違いから同一の吸入空気量に対しアルコールはガソリンに比べて多くの燃料を要求する。そのため、空燃比補正係数KO2が大きいときは、燃料噴射量が少ない状態、すなわち、アルコール濃度が濃い状態であることを示し、空燃比補正係数KO2が小さいときは、燃料噴射量が多い状態、すなわち、アルコール濃度が薄い状態であることを示している。図6に示すように、燃料に含まれるアルコール濃度と空燃費補正係数KO2とはほぼ比例することが知られている。そこで、本実施例に係るECU20は、異なるアルコール濃度に対応した複数の燃料噴射制御マップ30を記憶しておき、空燃比補正係数KO2の値に応じて最適な燃料噴射制御マップ30を選択するように構成されている。
By the way, in the case of a fuel in which alcohol is mixed with gasoline, or a fuel containing only alcohol, as described above, alcohol requires more fuel than gasoline because of the difference in stoichiometric coefficient. . Therefore, when the air-fuel ratio correction coefficient K O2 is large, it indicates that the fuel injection amount is small, that is, the alcohol concentration is high, and when the air-fuel ratio correction coefficient K O2 is small, the fuel injection amount is large. That is, the alcohol concentration is low. As shown in FIG. 6, it is known that the concentration of alcohol contained in the fuel and the air fuel efficiency correction coefficient K O2 are substantially proportional. Therefore, the
次に、ECU20のマップ切替部21によるマップセット切替処理S100について図2を用いて説明する。なお、以降の説明においては、アルコール濃度に応じた燃料噴射制御マップ30をマップセット40と呼び、本実施例では、燃料全体に対してアルコール濃度が0%のときのマップセット(これを「E0マップセット」と呼ぶ)、30%のときのマップセット(これを「E30マップセット」と呼ぶ)、70%のときのマップセット(これを「E70マップセット」と呼ぶ)、および、100%のときのマップセット(これを「E100マップセット」と呼ぶ)からなる4組のマップセットを有している場合について説明する。
Next, the map set switching process S100 by the
また、本実施例においては、アルコール濃度に応じた上述の燃料噴射制御マップ30、すなわち、マップセット40(E0〜E100)に対応させて、アルコール濃度に応じて環境補正項(KTA)、目標空燃比補正項(KTW,KWOT)や加速補正等の補正係数、始動時の燃料噴射量、また、点火時期等を記憶領域26に記憶させておき、マップセット40の切り替え時にこれらの補正係数等もアルコール濃度に応じて切り替えるようして、より、良好な燃料供給、燃焼制御を行うように構成した場合について説明する。
In the present embodiment, the environment correction term (K TA ) and the target are set according to the alcohol concentration in correspondence with the fuel
ところで、本実施例においては、空燃比補正係数KO2からアルコール濃度を推定するが、エンジン1の運転中、空燃比補正係数KO2は、図3に示すように、エンジン1の経時変動又は外的影響によって振動する。そのため、マップセット切替処理S100においては、空燃比補正係数KO2の学習平均値Krefを求め、この学習平均値Krefにより、マップセット40を選択をするように構成されている。このマップセット切替処理S100が実行されると、まず、マップセット切替部21は、各センサから信号を読み出し、エンジン回転数Ne、吸気温TA、および、水温TWを算出し、また、O2センサ15の活性状態を検出し、これらの状態から以降の処理を続行するか否かを判断する(ステップS101)。具体的には、エンジン回転数Neの変動幅が所定の設定範囲を超えているとき、および、吸気温TAや水温TWが所定の設定値より低いとき、あるいは、O2センサ15が活性状態になっていいないときはマップセット40の切替判断を行わずに終了する。一方、エンジン回転数Ne、吸気温TA、および、水温TWが所定の条件を満たすときは、次に、平均学習係数Krefが所定の学習領域にあることを確認する(ステップS102)。
Incidentally, in the present embodiment, the estimated alcohol concentration from air-fuel ratio correction coefficient K O2, in the operation of the
そして、所定の時間、空燃比補正係数KO2の値を積分的に平均処理し、これにより、平均学習係数Krefを更新する(ステップS103)。例えば、前回の平均学習係数をKrefn-1とし、今回の空燃比補正係数をKO2nとしたとき、今回の平均学習係数Krefnを次式(2)により求め、この処理を所定の時間(所定のサイクル)繰り返す。なお、この式(2)において、βは平均化係数を表わしており、通常0.1程度の値に設定される。 Then, the value of the air-fuel ratio correction coefficient K O2 is integrated and averaged for a predetermined time, thereby updating the average learning coefficient Kref (step S103). For example, when the previous average learning coefficient is Kref n−1 and the current air-fuel ratio correction coefficient is K O2n , the current average learning coefficient Kref n is obtained by the following equation (2), and this processing is performed for a predetermined time ( Repeat for a predetermined cycle). In the equation (2), β represents an averaging coefficient and is usually set to a value of about 0.1.
Krefn = β・Ko2n + (1−β)・Krefn-1 …(2) Kref n = β · K o2n + (1-β) · Kref n-1 (2)
このようにして更新された空燃比補正係数の平均学習係数Kref(ステップS103で最終的に求められたKrefn)が、現在設定されているマップセット40の上限値を超えているか、若しくは、下限値以下であるかを判断し(ステップS104)、範囲内にあるときはそのまま処理を終了する(これにより、現在選択されているマップセット40が、基本燃料噴射時間Tiの算出に用いられる)。一方、平均学習係数Krefが上限値を超えているときは、アルコール濃度が高いマップセット40(一つ上のマップセットであって、例えば現在のマップセットがE30のときは、E70マップセット)に切り替え、下限値以下のときは、アルコール濃度が低いマップセット40(一つ下のマップセットであって、例えば現在のマップセットがE30のときはE0マップセット)に切り替える(ステップS105)。 It is this way the average learning coefficient of the air-fuel ratio correction coefficient updated by Kref (Kref n obtained finally in step S103) exceeds the upper limit of the map set 40 which is currently set, or, lower It is determined whether the value is equal to or smaller than the value (step S104). If the value is within the range, the process is terminated as it is (the currently selected map set 40 is used for calculating the basic fuel injection time Ti). On the other hand, when the average learning coefficient Kref exceeds the upper limit value, the map set 40 having a high alcohol concentration (a map set that is one higher, for example, E70 map set when the current map set is E30) is displayed. When the switching is below the lower limit value, the map is switched to a map set 40 having a low alcohol concentration (a map set one level lower, for example, E0 map set when the current map set is E30) (step S105).
ここで、マップセット40(E0〜E100)は、平均学習係数Krefが1.0のとき(目標空燃比と一致しているとき、すなわち、選択されているマップセット40とアルコール濃度が一致しているとき)を中心に、その上下限値がそれぞれ個別に設定されている。例えば、図4に示すように、E0マップセットは、上限値として1.1が設定され、E30マップセットは、上限値として1.08が、下限値として0.85が設定され、E70マップセットは、上限値として1.1が、下限値として0.85が設定され、E100マップセットは、下限値として0.80が設定されている。なお、空燃比がリッチになるようにマップセット40(燃料噴射制御マップ30)を切り替えてもドラバビリティが悪化する虞は少ないが、リーンになるように切り替えるとドライバビリティが悪化する可能性があるため、上限値はドライバビリティ確保を重視するように設定され、下限値は確実性を重視するように設定されている。 Here, the map set 40 (E0 to E100) is obtained when the average learning coefficient Kref is 1.0 (when it matches the target air-fuel ratio, that is, when the alcohol concentration is the same as that of the selected map set 40). The upper and lower limit values are set individually. For example, as shown in FIG. 4, 1.1 is set as the upper limit value for the E0 map set, 1.08 is set as the upper limit value for the E30 map set, and 0.85 is set as the lower limit value. 1.1 is set as the upper limit value and 0.85 is set as the lower limit value, and 0.80 is set as the lower limit value in the E100 map set. Note that drivability is unlikely to deteriorate even if the map set 40 (fuel injection control map 30) is switched so that the air-fuel ratio becomes rich, but drivability may deteriorate if switched so as to be lean. Therefore, the upper limit value is set so as to place importance on ensuring drivability, and the lower limit value is set so as to place importance on certainty.
また、このマップセット40の切り替えと同様に、平均学習係数Krefが上限値を超えているかまたは下限値以下であるかに応じて、環境補正項・目標空燃比補正項を切り替え(ステップS106)、加速補正を切り替え(ステップS107)、点火時期マップを切り替える(ステップS108)。そして、このようにしてアルコール濃度に応じて選択されたマップセット40を記憶領域26に記憶する(ステップS109)。このように選択されたマップセット40をECU20の記憶領域26に記憶しておくことにより、次回の始動において、前回エンジン1を停止したときのマップセット40が用いられるため、適切な始動噴射燃料量を供給することが可能となる。
Similarly to the switching of the map set 40, the environmental correction term / target air-fuel ratio correction term is switched according to whether the average learning coefficient Kref exceeds the upper limit value or is lower than the lower limit value (step S106), The acceleration correction is switched (step S107), and the ignition timing map is switched (step S108). The map set 40 thus selected according to the alcohol concentration is stored in the storage area 26 (step S109). By storing the map set 40 selected in this manner in the
以上より、ECU20における燃料噴射量(時間)の決定は、図5に示すような処理となる。まず、マップ切替部21が、上述のマップセット切替処理S100を実行し、マップセット40の切り替え判断を行う(ステップS100)。そして、このようにして決定されたマップセット40の燃料噴射制御マップ30を用いて、基本燃料噴射時間決定部22が、エンジン回転数Neと吸気圧Pbとから基本燃料噴射時間Tiを決定する(ステップS110)。また、補正係数決定部24が、上述の補正係数(吸気温補正係数KTA、水温補正係数KTW、全開補正係数KWOT、空燃比補正係数KO2(または、平均学習係数Kref))を算出する(ステップS120)。最後に、燃料噴射量決定部25が、上述の式(1)により補正後の燃料噴射時間Toutを算出し、インジェクタ無効時間等を考慮して最終的な燃料噴射量(時間)を決定し、インジェクタ6を制御する(ステップS130)。
From the above, the determination of the fuel injection amount (time) in the
なお、メインスイッチがオンされてエンジン1が始動したときは、ECU20は、初期設定を行い、センサ出力を読み込んでフェイル判定を行った後、上述のステップS109で最後に記憶領域26に記憶されたマップセット40を読み出すとともに、このマップセット40に対応した始動時の噴射量、環境補正項、目標空燃比補正項、加速補正、点火時期マップを記憶領域26から読み込んで燃料噴射量を決定してこのエンジン1を運転するように構成されている。また、その後は上述のように、ECU20は、吸気温TA、水温TW、エンジン回転数Ne、スロットル開度Thを検出するとともに、O2センサ15の活性状態を検出し、これらの状態から、マップセットの切り替えを行えるか否かを判断し、条件を満たした段階で上述の処理によりマップセット40を切り替えてエンジン1を運転するように構成されている。
When the main switch is turned on and the
以上説明したように、アルコール濃度に応じた燃料噴射制御マップ30の組であるマップセット40を複数(E0〜E100)記憶しておき、空燃比補正係数KO2(平均学習係数Kref)に応じて切り替えることにより、図6に示すように、アルコール濃度(混合比)に応じて最適な燃料噴射制御マップ30を選択することができる(空燃比補正係数KO2が1.0近傍(図6における太い実線で囲まれた領域)になるように制御される)ので、この燃料噴射制御マップ30から選択される基本燃料噴射時間Tiに対する補正量(上述の補正係数)も小さくすることができる。そのため、運転条件の違いによる補正量のズレを低減可能となり、より精度の高い空燃比を実現することができる。特に、上述のように、燃料噴射制御マップ30を、スピードデンシティ方式に基づく吸気圧とエンジン回転数を基準とした燃料噴射制御マップ(これを「Pbマップ31」と呼ぶ)にすることにより、エンジン1のアイドリング回転数付近でのエンジン回転を安定させることができる。
As described above, a plurality of map sets 40 (E0 to E100) which are sets of fuel injection control maps 30 corresponding to the alcohol concentration are stored, and according to the air-fuel ratio correction coefficient K O2 (average learning coefficient Kref). By switching, the optimum fuel
また、以上の実施例では、燃料に含まれるアルコールの濃度に応じて4組のマップセット40(E0〜E100マップセット)を設定した場合について説明したが、このマップセット40は4組に限られない。例えばインジェクタ6の流量誤差やその他のシステム誤差などの相対的精度の向上に応じてマップセットを3つの組としても良い。
In the above embodiment, the case where four sets of map sets 40 (E0 to E100 map sets) are set according to the concentration of alcohol contained in the fuel has been described. However, this map set 40 is limited to four sets. Absent. For example, the map set may be divided into three groups according to improvement in relative accuracy such as a flow rate error of the
なお、以上の説明においては、空気量検出方式としてスピードデンシティ方式を採用した場合について説明したが、スピードスロットル方式を併用し、それぞれの方式に対応した燃料噴射制御マップ30を切り替えるように構成することも可能である。ここで、スピードスロットル方式とは、エンジン回転数Neと、スロットル開度センサ11により検出されるスロットル開度THとによって決定される運転状態での空気質量に応じて、ある大気条件下で実験的に求められた所定目標空燃比を得るための必要燃料噴射量を決定し、この燃料噴射量を供給するためのインジェクタ6の開弁時間(基本燃料噴射時間Ti)を決定する方式であり、スロットルバルブ5の開度に対する高レスポンスを得ることができる。このスピードスロットル方式においても、スロットル開度THとエンジン回転数Neとを引数とし、これらの引数に対応するそれぞれの基本燃料噴射時間が設定された2次元マップである燃料噴射制御マップ30(これを「スロットルマップ32」と呼ぶ)がECU20の記憶領域26に記憶されている。そのため、予め設定されたアルコール濃度に応じたPbマップ31とスロットルマップ32の組が、上述の実施例の場合、E0〜E100の4枚のマップセット40に対応してECU20に記憶される。
In the above description, the case where the speed density method is adopted as the air amount detection method has been described. However, the speed throttle method is used together, and the fuel
このように、スピードデンシティ方式とスピードスロットル方式とを併用するときのECU20における燃料噴射量(時間)の決定は、図7に示すような処理となる。まず、図5の場合と同様に、上述のマップセット切替処理S100を実行し、アルコール濃度に応じたマップセット(E0〜E100マップ)40の切り替え判断を行う(ステップS100)。また、運転状態に応じて、空気量検出方式を、スピードデンシティ方式とするか、若しくは、スピードスロットル方式とするかを決定する(ステップS105)。この空気量検出方式の選択としては、アイドリング時、定速時、緩やかな加・減速時、および、低負荷時には、スピードデンシティ方式(吸気圧とエンジン回転数を基準とした燃料噴射制御マップ)を選択し、急加速・急減速時、高負荷時にはスピードスロットル方式(スロットル開度とエンジン回転数を基準とした燃料噴射制御マップ)を選択する。そして、ステップS100で決定されたマップセット40において、ステップS105で選択された吸気量検出方式に対応した燃料噴射制御マップ30(Pbマップ31若しくはスロットルマップ32)を用いて基本燃料噴射時間Tiを決定する(ステップS110)。さらに、上述の補正係数(吸気温補正係数KTA、水温補正係数KTW、全開補正係数KWOT、空燃比補正係数KO2(または、平均学習係数Kref))を算出し(ステップS120)、最後に、燃料噴射量決定部25が、上述の式(1)により補正後の燃料噴射時間Toutを算出し、インジェクタ無効時間等を考慮して最終的な噴射量(時間)を決定し、インジェクタ6を制御する(ステップS130)。
Thus, the determination of the fuel injection amount (time) in the
このように、空気量検出方式を切り替え、それに応じて、Pbマップ31とスロットルマップ32とを切り替えることにより、それぞれの燃料噴射制御マップ30における高精度な領域を使ったより正確な燃料量の供給を可能とするとともに、パーシャル域から全開までのスロットルの動きに対応する燃料量の素早い追従性を得ることができる。そのため、アイドリング時等における安定性を確保するとともに、高負荷時等におけるレスポンスを向上させることができる。
In this way, by switching the air amount detection method and switching the
なお、以上の実施例では、アルコール濃度の判定に空燃比補正係数KO2を用いているが、このエンジン1にアルコール濃度センサを設けて構成することも可能である。また、環境補正項、目標空燃比補正項、加速補正、始動時の燃料噴射量、および、点火時期等は、アルコール濃度に応じて変更せずに、予め定められた値を用いても良い(その場合、図2におけるステップS106〜S108は実装されない)。
In the above embodiment, the air-fuel ratio correction coefficient K O2 is used for the determination of the alcohol concentration. However, the
1 エンジン
3 吸気管
4 排気管
5 スロットルバルブ
11 スロットル開度センサ
12 吸気管絶対圧センサ
15 O2センサ(酸素濃度センサ)
16 クランク角センサ(エンジン回転数検出手段)
20 ECU
21 マップ切替部(マップ切替手段)
22 基本燃料噴射時間決定部(基本燃料噴射量決定手段)
23 エンジン回転数検出部(エンジン回転数検出手段)
24 補正係数決定部(アルコール濃度検出手段,空燃比補正係数決定手段)
25 燃料噴射量決定部(燃料噴射量決定手段)
26 記憶領域(記憶手段)
30 燃料噴射制御マップ
31 Pbマップ
32 スロットルマップ
40 マップセット(燃料噴射制御マップの組)
1 Engine 3 Intake pipe 4
16 Crank angle sensor (engine speed detection means)
20 ECU
21 Map switching unit (map switching means)
22 Basic fuel injection time determining unit (basic fuel injection amount determining means)
23 Engine speed detector (engine speed detector)
24 correction coefficient determination unit (alcohol concentration detection means, air-fuel ratio correction coefficient determination means)
25 Fuel injection amount determination unit (fuel injection amount determination means)
26 Storage area (storage means)
30 Fuel
Claims (5)
前記燃料に含まれるアルコール濃度を検出するアルコール濃度検出手段と、
前記アルコール濃度検出手段で検出された前記アルコール濃度に応じて前記記憶手段に記憶された複数の前記燃料噴射制御マップから最適な前記燃料噴射制御マップを選択するマップ切替手段と、
前記エンジンの状態に応じて、前記記憶手段に記憶された複数の前記燃料噴射制御マップのうち、現在選択されているアルコール濃度の前記燃料噴射制御マップを用いて前記基本燃料噴射時間を決定し、前記基本燃料噴射時間から燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを有する多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置。 Storage means for storing a plurality of fuel injection control maps in which engine states and basic fuel injection times are associated with each other according to the concentration of alcohol contained in the fuel;
Alcohol concentration detecting means for detecting the alcohol concentration contained in the fuel;
Map switching means for selecting the optimum fuel injection control map from the plurality of fuel injection control maps stored in the storage means in accordance with the alcohol concentration detected by the alcohol concentration detection means;
According to the state of the engine, the basic fuel injection time is determined using the fuel injection control map of the currently selected alcohol concentration among the plurality of fuel injection control maps stored in the storage means, A fuel injection control device for a multi-type fuel engine, comprising fuel injection amount determination means for determining a fuel injection amount from the basic fuel injection time.
排気管に配設され、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサと、
前記基本燃料噴射時間を、前記記憶手段に記憶された複数の前記燃料噴射制御マップのうち、現在選択されているアルコール濃度の前記燃料噴射制御マップを用いて決定する基本燃料噴射時間決定手段と、
前記酸素濃度センサからの検出値により、前記エンジンの空燃比が目標空燃比になるように前記基本燃料噴射時間を補正するための空燃比補正係数を決定する空燃比補正係数決定手段と、
前記基本燃料噴射時間決定手段により決定された前記基本燃料噴射時間、および、前記空燃比補正係数決定手段により決定された前記空燃比補正係数により、燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
前記空燃比補正係数から、前記燃料のアルコール濃度に近いアルコール濃度の前記燃料噴射制御マップを選択するマップ切替手段とを有する多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置。 Storage means for storing a plurality of fuel injection control maps in which engine states and basic fuel injection times are associated with each other according to the concentration of alcohol contained in the fuel;
An oxygen concentration sensor disposed in the exhaust pipe for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas;
Basic fuel injection time determination means for determining the basic fuel injection time using the fuel injection control map of the currently selected alcohol concentration among the plurality of fuel injection control maps stored in the storage means;
An air-fuel ratio correction coefficient determining means for determining an air-fuel ratio correction coefficient for correcting the basic fuel injection time so that the air-fuel ratio of the engine becomes a target air-fuel ratio based on a detection value from the oxygen concentration sensor;
Fuel injection amount determination means for determining a fuel injection amount based on the basic fuel injection time determined by the basic fuel injection time determination means and the air-fuel ratio correction coefficient determined by the air-fuel ratio correction coefficient determination means;
A fuel injection control device for a multi-type fuel engine, comprising map switching means for selecting the fuel injection control map having an alcohol concentration close to the alcohol concentration of the fuel from the air-fuel ratio correction coefficient.
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段とを有し、
前記エンジンの状態として、前記吸気圧と前記エンジン回転数とから決定される空気量に基づいて前記基本燃料噴射時間を決定するように構成された請求項1または2に記載の多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置。 An intake pipe absolute pressure sensor that is disposed in the intake pipe and detects intake pressure;
An engine speed detecting means for detecting the engine speed,
The multi-fuel engine according to claim 1 or 2, wherein the basic fuel injection time is determined based on an air amount determined from the intake pressure and the engine speed as the engine state. Fuel injection control device.
前記記憶手段が、前記アルコール濃度毎に、吸気圧およびエンジン回転数と基本燃料噴射時間とが対応付けられた前記燃料噴射制御マップであるPbマップと、スロットル開度およびエンジン回転数と基本燃料噴射時間とが対応付けられた前記燃料噴射制御マップであるスロットルマップとの燃料噴射制御マップの組を有し、
アルコール濃度に応じて選択された前記Pbマップおよび前記スロットルマップのいずれか一方を、前記エンジンの状態に応じて選択して用いるように構成された請求項3に記載の多種類燃料エンジン用燃料噴射制御装置。 A throttle opening sensor for detecting the throttle opening of the throttle valve;
The storage means includes, for each alcohol concentration, a Pb map that is the fuel injection control map in which the intake pressure, the engine speed, and the basic fuel injection time are associated, and the throttle opening, the engine speed, and the basic fuel injection. A fuel injection control map set with a throttle map, which is the fuel injection control map associated with time,
4. The fuel injection for a multi-type fuel engine according to claim 3, wherein either one of the Pb map and the throttle map selected according to the alcohol concentration is selected and used according to the state of the engine. Control device.
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